CN102645584B - 附加伪随机子lsb值以防止强度条带化 - Google Patents

Abstract

本发明涉及附加伪随机子LSB值以防止强度条带化。本发明的实施例提供一种按照对数刻度显示采集的数据而无强度条带化的测试和测量仪器。测试和测量仪器在采集的数据被显示之前通过向它附加伪随机子LSB（最低有效位）值来处理它。当按照对数刻度显示处理的采集数据时，伪随机子LSB值填充离散功率电平之间的间隙，由此消除强度条带化并且提供平滑的在视觉上怡人的显示。

Description

附加伪随机子LSB值以防止强度条带化

技术领域

本发明涉及测试和测量仪器并且更具体地涉及显示采集的数据的方法。

背景技术

实时频谱分析仪（比如可从Beaverton,Oregon的Tektronix公司获得的RSA6100和RSA3400系列）实时由RF信号触发、捕获和分析RF信号。这些测试和测量仪器无缝地捕获RF信号，使得不同于常规扫描频谱分析仪和矢量信号分析仪，在指定的带宽内未遗漏数据。

实时频谱分析仪普遍按照分贝（dB）刻度显示采集的数据。将dB刻度计算为10×log₁₀(P2/P1)，其中P2为受测试信号的功率而P1为参考功率。然而按照dB刻度，低功率信号可能由于采集的数据的有限分辨率和对数转换而出现于由间隙隔开的离散电平。称为“强度条带化（banding）”的这一显示伪影（artifact）可能非常令人讨厌。作为例子，图1示出了按照dB刻度的脉冲式RF信号105。脉冲式RF信号105由18位数据代表，因而在-75dB以下的功率电平出现于离散电平110。可以通过使用更多位来代表受测试信号（例如通过使用更高分辨率的模数转换器）而减少强度条带化，然而在许多情况下，更高分辨率的模数转换器不可用或者其它系统考虑限制了可用位数。

期望的是一种按对数刻度显示采集的数据而无强度条带化的方式。

发明内容

本发明的实施例提供一种按对数刻度显示采集的数据而无强度条带化的测试和测量仪器。测试和测量仪器在采集的数据被显示之前通过向它附加伪随机子LSB（最低有效位）值来处理它。当按对数刻度显示处理的采集数据时，伪随机子LSB值填充离散功率电平之间的间隙，由此消除强度条带化并且提供平滑的在视觉上怡人的显示。

根据在与所附权利要求和附图结合阅读时的以下具体描述，显而易见本发明的目的、优点和其它新颖特征。

附图说明

图1描绘了脉冲式RF信号的常规时域显示。

图2描绘了常规实时频谱分析仪的高级框图。

图3图示了根据本发明的实施例如何处理数字数据。

图4描绘了在根据本发明处理之后的图1的脉冲式RF信号。

具体实施方式

现在参照图2，常规实时频谱分析仪200接收射频（RF）输入信号并且可选地使用混频器205、本地振荡器（LO）210和滤波器215来降频转换它以产生中频（IF）信号。模数转换器（ADC）220数字化IF信号以产生代表IF信号的连续数字数据流。然后在两个路径中处理数字数据。在第一路径中，向实时分析数字数据的处理器225输入数字数据。在第二路径中，向存储器235（其在一些实施例中包括环形缓冲器）并且还向触发检测器240输入数字数据，该触发检测器240实时处理数字数据并且比较处理的数据与用户指定的触发标准。当处理的数字数据满足触发标准时，触发检测器240生成如下触发信号，该触发信号使存储器235存储数字数据块。处理器225然后分析存储的数字数据。处理的数字数据可以显示于显示设备230上或者存储于存储设备（未示出）中。

现在根据本发明的实施例，为了消除强度条带化，处理器225在数字数据被显示之前通过向它附加伪随机值来处理它。伪随机值是子LSB（最低有效位），也就是说，伪随机值的分辨率小于数字数据的LSB。这一数据处理步骤填充离散电平之间的间隙并且提供平滑的在视觉上吸引人的显示。在图3中图形地图示了这一数据处理步骤，其中在显示数字数据之前向它添加伪随机子LSB值。

举例而言，考虑18位数据的一个字，比如图1中所示的波形的一个样本：

其中d00代表第一位（或者LSB），d01代表第二位，以此类推。

向上述18位数据附加8位伪随机子LSB数据，导致下面示出的26位字：

其中“.”代表二进制点，而n07…n00代表8位伪随机子LSB值。

图4示出了向图1中所示的波形的每个样本附加8位伪随机子LSB数据的结果。注意，图1的强度条带化110不再在视觉上显而易见。要明确的是，强度条带仍然存在于图4中；伪随机子LSB值仅已填充间隙，由此提供更平滑、在视觉上更怡人的显示。

优选地，伪随机子LSB值具有矩形分布（也就是说，它们均匀分布于零与一个LSB之间）以便提供在按照对数刻度的离散功率电平之间的平滑过渡。在其它实施例中，伪随机子LSB值具有比如高斯分布、瑞利分布等的其它分布。

将理解，上述特定位数（即18位采集的数据、8位伪随机子LSB数据）仅用来举例并且本发明无论所用特定位数如何都适用。

虽然将伪随机值描述为“子LSB”，但是在一些实施例中，伪随机值跨越不止一个LSB。

虽然按照dB刻度描述本发明，但是将理解本发明可以用来借助任一类对数显示来消除强度条带化。

虽然将本发明描述为用在实施频谱分析仪中，但是将理解本发明也可以用在按照对数刻度显示数字化数据的比如扫描频谱分析仪、示波器等的任何其它测试和测量仪器中。

本发明的对数字数据进行操作的任何元件可以用硬件、软件或者二者的组合来实施并且可以包括通用微处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）等和/或在它们上执行。

根据前文讨论将理解，本发明代表测试和测量装置领域的显著进步。虽然已出于示例的目的而图示和描述了本发明的具体实施例，但是将理解可以进行各种修改而不脱离本发明的精神和范围。因而本发明除了如受所附权利要求之外不应受到限制。

Claims (10)

1.一种测试和测量仪器，包括：

处理器，向数字数据附加伪随机值以产生处理的数字数据，所述伪随机值具有分布并且具有比所述数字数据的最低有效位更小的分辨率；以及

显示设备，按照对数刻度显示所述处理的数字数据。

2.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中所述处理器在数字数据被显示之前通过向所述数字数据附加所述伪随机值来处理所述数字数据。

3.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中所述伪随机值的所述分布跨越所述处理的数字数据的一个最低有效位。

4.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中所述伪随机值的所述分布跨越所述处理的数字数据的不止一个最低有效位。

5.根据权利要求1所述的测试和测量仪器，其中所述伪随机值的所述分布为矩形分布。

6.一种显示数字数据的方法，包括以下步骤：

向数字数据附加伪随机值以产生处理的数字数据，所述伪随机值具有分布并且具有比所述数字数据的最低有效位更小的分辨率；并且

在显示设备上按照对数刻度显示所述处理的数字数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其中在数字数据被显示之前通过向所述数字数据附加所述伪随机值来处理所述数字数据。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述伪随机值的所述分布跨越所述处理的数字数据的一个最低有效位。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述伪随机值的所述分布跨越所述处理的数字数据的不止一个最低有效位。

10.根据权利要求6所述的方法，其中所述伪随机值的所述分布为矩形分布。